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1F-1) Circuito Cerrado
Simple
F-1) Circuito Cerrado
Simple
Profesor Rodrigo Vergara Rojas
Ingeniero Civil Electrnico
Magister en Ingeniera Electrnica
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DE VALPARASOINSTITUTO DE
FSICA
FSICA GENERAL ELECTROMAGNETISMO
Mdulo F: Circuitos de Corriente
Continua
Mdulo F: Circuitos de Corriente
Continua
2
Contenidos a
Comprender
3
Competencias a
Desarrollar
Resolver un circuito cerrado simple usando la Ley de Voltajes de
Kirckhoff.
Leer, analizar, plantear y resolver problemas relacionados con
los temas anteriores.
4
Fuerza Electromotriz
En la mayora de los circuitos se requiere una fuente de energa
externa para mover cargas dentro de un circuito.
Se requiere un dispositivo que mantenga una diferencia de
potencial entre dos puntos del mismo.
Este dispositivo se denomina fuente de fuerza electromotriz
La fuerza electromotriz se abrevia fem y se simboliza .
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5Diversos tipos de fuentes de
fem
Una fuente de fem obtiene energa elctrica a partir de otra
fuente de energa. Esa fuente puede ser:Qumica (batera o celda
de
combustible).
Mecnica (Generador).
Trmica (Termopila)
Radiante (Celda solar)
La energa producida se almacena en campos elctricos y magnticos
que rodean al circuito. 6
Circuito Cerrado Simple
En el circuito de la figura, la fuente de fem mantiene su
terminal superior a potencial alto y su terminal inferior a
potencial bajo, como lo indican los signos + y -.
Los portadores de carga positiva se movern en la direccin
indicada por las flechas marcadas con i.
7
Trabajo sobre
portadoras positivas
La fuente de fem debe ser capaz de hacer trabajo sobre los
portadores de carga positivo.
Los debe llevar desde el terminal - (bajo potencial)al terminal
+ (alto potencial).
Las cargas se mueven por el circuito, disipan energa en R y
vuelven al terminal -, donde el proceso se repite.
8
Trabajo sobre portadoras
positivas
Para el caso de corriente continua, una carga dq pasa por
cualquier seccin transversal del circuito en un tiempo dt.
En particular, entra a la fuente de fem por el terminal - y sale
por el terminal +.
La fuente debe realizar un trabajo dW sobre los portadores de
carga positiva para forzarlos a ir al terminal +.
La fem de la fuente se define como el trabajo por unidad de
carga, o sea
dqdW=
La fem se mide en [joule/coulomb], es decir en [volt]
-
9Clculo de la corriente en un
circuito cerrado simple
Para el circuito de la figura
Por el principio de conservacin de la energa, el trabajo
entregado por la fuente es igual a la energa interna depositada en
el resistor
dtIdqdW ==
La fem se mide en [joule/coulomb], es decir en [volt]RI
dtRIdtI 2
=
=
10
Ley de Voltajes de Kirchhoff
La suma algebraica de los cambios en el potencial encontrado en
el recorrido completo de cualquier circuito cerrado es cero.
En el circuito de la figura RI0IR- ==
11
Reglas para hallar diferencia
de potencial
1) Si un resistor se recorre en la direccin de la corriente, el
cambio en el potencial es -iR; en la direccin opuesta es +iR.
2) Si una fuente de fem se recorre en la direccin de la fem (la
direccin de la flecha, o de la terminal - a la terminal +), el
cambio en el potencial es +; en la direccin opuesta es -.
0IR- = 0IR =+
12
Divisor de Tensin
VR1
R2
V1
V2
I
VR1
R2
V1
V2
I
21 RRVI+
=
21
111 RR
RVRIV+
==
21
222 RR
RVRIV+
==
-
13
Fuente de fem con
resistencia interna
Toda fuente fem tiene una resistencia interna r intrnseca.
Aplicando la ley de voltajes de Kirchhoff
rRi0iR-ir-
+==
La diferencia de potencial entre los puntos a y b, Vab, estdada
por
( )rR
R
rR
rrRr
rRir-Vab
+=
+
+=
+==
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F-1) Circuito Cerrado
Simple
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